¿Qué es la resiliencia de la red eléctrica?

Los cortes de energía pueden ocurrir con desastres naturales, ataques cibernéticos, fallas de equipamiento y otras causas. El grado en que los operadores de la red eléctrica pueden limitar el alcance, la duración y el impacto de las interrupciones determina el nivel de resiliencia de un sistema de energía.

La resiliencia y la confiabilidad de la red eléctrica son conceptos estrechamente relacionados:

• La confiabilidad de la red eléctrica mide la consistencia con la que una red eléctrica puede mantener el suministro de energía y satisfacer las necesidades de los clientes en condiciones normales.

• La resiliencia de la red eléctrica se centra en la capacidad de esta para resistir las interrupciones, adaptarse a ellas y recuperarse de ellas.

Si bien los dos tienen cierta superposición, es posible que una red eléctrica resiliente no sea confiable y lo contrario también puede ser cierto. Las inversiones en resiliencia suelen aumentar la fiabilidad a largo plazo al reducir la duración de las interrupciones y mejorar la solidez del sistema.

La resiliencia de la red eléctrica refleja cómo múltiples factores técnicos, ambientales y operativos interactúan bajo estrés para mantener la generación y el suministro de energía. Los factores que determinan la resiliencia de una red eléctrica incluyen los elementos que se enumeran a continuación:

• Infraestructura existente

• Complejidad y diseño de la red eléctrica

• Crecimiento de la demanda

• Transición energética

• Flexibilidad operativa

• Cambio climático

• Ciberseguridad

La infraestructura energética abarca centrales eléctricas, transformadores, líneas eléctricas y otros equipos físicos que generan, transmiten y entregan energía. Los sistemas de generación y transmisión envejecidos son más vulnerables a eventos disruptivos.

Las redes eléctricas centralizadas con una redundancia limitada son más fáciles de gestionar, pero suelen presentar puntos críticos de vulnerabilidad. Por el contrario, las redes eléctricas descentralizadas o distribuidas aportan redundancia, pero su diseño, operación y mantenimiento son más complejos.

El aumento de la demanda pone a prueba las infraestructuras críticas y puede reducir la resiliencia de la red eléctrica. Por ejemplo, el auge de la construcción de centros de datos impulsados por IA ha provocado un aumento correspondiente en la demanda de energía .

El crecimiento máximo de la demanda plantea desafíos particulares de resiliencia al poner a prueba la capacidad de generación y transmisión durante condiciones extremas.

La transición a fuentes de energía renovables agrega otra variable a la operación y gestión del sistema. Las fuentes de energía intermitentes, como la solar y la eólica, requieren contramedidas, como almacenamiento de energía, respuesta a la demanda y generación flexible para compensar su generación de electricidad inconsistente.

La flexibilidad operativa es la capacidad de una red eléctrica para ajustar rápidamente los flujos de generación, carga y energía en respuesta a las condiciones cambiantes en la oferta o demanda de energía. Es crítico para la integración de energías renovables porque equilibra las fluctuaciones que pueden ocurrir con fuentes de energía intermitentes.

El cambio climático conduce a patrones climáticos cada vez más inestables, desastres naturales y fenómenos meteorológicos extremos, que a su vez pueden interrumpir el suministro de energía. Tanto los eventos de frío extremo como los de calor extremo están poniendo a prueba cada vez más la resiliencia de la red eléctrica en diferentes regiones. Las temperaturas frías récord en enero de 2024 provocaron el corte de energía en Texas al estresar la generación, el suministro de combustible y las operaciones de la red eléctrica.

Los incendios forestales, las inundaciones y las tormentas severas son riesgos climáticos severos que afectan la resiliencia de la red de energía. Las altas temperaturas y las olas de calor conducen a un mayor uso de aire acondicionado, acelerando el crecimiento de la demanda de empresas de servicios públicos eléctricos. Las islas de calor urbanas (áreas desarrolladas con temperaturas más altas que sus alrededores) agravan aún más los problemas relacionados con el enfriamiento.

La mayor adopción de tecnologías de red digital hace que los sistemas de energía sean más vulnerables a los ciberataques. Las empresas de operación de redes eléctricas necesitan medidas sólidas de ciberseguridad para minimizar las superficies de ataque y mantener la resiliencia de la red ante un panorama de amenazas en constante evolución.

2026 es un año crucial para la resiliencia de la red eléctrica debido a varios factores convergentes. El aumento de la demanda se debe al aumento de la electrificación, la construcción de centros de datos y el crecimiento económico. Mientras tanto, el envejecimiento de la infraestructura y el aumento de la frecuencia de los desastres naturales relacionados con el cambio climático limitan la capacidad de la red eléctrica para satisfacer la mayor demanda.

Adaptar la red eléctrica con actualizaciones de tecnología avanzada, como iniciativas de sustentabilidad que utilizan energías renovables y energía nuclear, no está exenta de desafíos. Ambos requieren mucho capital e integrar energías renovables en infraestructuras heredadas es logísticamente complejo.

A diferencia de las energías renovables intermitentes, las centrales nucleares pueden funcionar de manera continua y son menos sensibles a las variaciones meteorológicas a corto plazo. Sin embargo, la energía nuclear está sujeta a un debate continuo en relación con la seguridad y otras preocupaciones.

Se necesitan soluciones de resiliencia a corto plazo para enfrentar los desafíos de 2026 antes de que las fuentes de energía a largo plazo puedan conectarse.

La resiliencia de la red eléctrica moderna está impulsada por tecnologías clave que incluyen IA, fuentes de energía renovables y redes distribuidas. Estos enfoques constituyen los cuatro métodos principales para mejorar la resiliencia de la red eléctrica:

• Tecnologías inteligentes

• Mejoras en la infraestructura física

• Generación distribuida

• Almacenamiento de energía

Los operadores de redes eléctricas y otros stakeholders pueden introducir automatización en la gestión de activos energéticos mediante la adopción de tecnologías de redes eléctricas inteligentes. Los modelos de análisis predictivos pueden ayudar a anticipar amenazas y dar tiempo a los operadores de la red eléctrica para reaccionar o llevar a cabo un mantenimiento predictivo. Sensores avanzados, como las unidades de medición de fasores (PMU), pueden impulsar la detección automatizada de interrupciones y la concientización situacional.

Con suficiente modernización de la red eléctrica, los sistemas de autodetección y autocorrección pueden redireccionar la energía cuando se detecta una interrupción y mantener la entrega a los clientes. La integración de tecnología inteligente puede ayudar a las organizaciones a presentarse como entidades aptas para oportunidades de financiamiento relacionadas con la infraestructura, programas de subvenciones y otras alianzas.

El "fortalecimiento" de la red eléctrica consiste en hacerla más resistente a las interrupciones físicas. Las soluciones incluyen contramedidas de resiliencia climática como muros de contención más altos, gestión de la vegetación, reubicación de activos clave, materiales resistentes al fuego y enterramiento de líneas de energía.

En lugar de construir una nueva infraestructura, los operadores de la red eléctrica pueden utilizar sistemas flexibles de transmisión de corriente alterna (FACTS, por sus siglas en inglés) para equilibrar la entrega de energía inconsistente. Los FACTS ayudan a las redes antiguas a adaptarse a las fuentes de energía renovables sin necesidad de nuevas construcciones.

Las tecnologías inteligentes y las mejoras físicas ofrecen a los proveedores de energía la oportunidad de convertir los riesgos climáticos en oportunidades de negocio con inversiones estratégicas.

La generación distribuida (DG, por sus siglas en inglés) es el suministro de electricidad a través de redes locales a pequeña escala en lugar de grandes redes eléctricas centralizadas. Los recursos energéticos distribuidos (DER) a menudo se centran en fuentes de energía renovables y pueden tener la característica de paneles solares, turbinas eólicas y sistemas de almacenamiento de energía.

Los DER pueden alimentar hogares individuales o conectarse a una microrred eléctrica,una red eléctrica operada de forma independiente que alimenta un área regional, como un campus universitario u hospitalario. Las microrredes y los sistemas combinados de calor y energía (CHP) pueden conectarse y contribuir a la red más amplia, al mismo tiempo que se pueden poner en cuarentena o hacer “islas” de forma manual o automática para mantener el tiempo de actividad durante una interrupción.

Los sistemas DG pueden ayudar a mitigar las demandas de energía al complementar la energía suministrada por la rejilla o reemplazarla por completo para las áreas a las que sirven. Los operadores de red eléctrica pueden enfocar los recursos en otros clientes no atendidos por un DER. Las entidades que operan DERS pueden beneficiarse vendiendo el exceso de Power a la red eléctrica más grande.

Los sistemas de almacenamiento de energía son un componente crítico de la modernización de la red eléctrica. Los clientes y las empresas de servicios públicos pueden mantener un suministro de electricidad durante las interrupciones y equilibrar la variabilidad. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) se pueden desplegarse a escala residencial, comercial y de empresa de servicios públicos, para proporcionar energía de respaldo durante cortes y servicios de red eléctrica como regulación de frecuencia, soporte de voltaje y reducción de picos.

Las tecnologías de almacenamiento de energía de mayor duración amplían estos beneficios al suministrar energía durante horas o días en lugar de minutos. Los sistemas de almacenamiento de energía mejoran el rendimiento de las microrredes, aumentan la flexibilidad del sistema y permiten a los operadores de la red restablecer rápidamente el servicio.

Los indicadores clave de rendimiento (KPI) de la resiliencia de la red eléctrica permiten a las organizaciones y a los stakeholders evaluar la eficacia de sus iniciativas. Estos insights pueden orientar nuevas mejoras y maximizar la eficiencia.

Los KPI de resiliencia de la red eléctrica incluyen las métricas que se describen aquí:

• ElSAIDI (índice de duración promedio de la interrupción del sistema) mide la duración promedio acumulada de los cortes de energía por cliente.

• El SAIFI (índice de frecuencia promedio de interrupciones del sistema) mide el número promedio de cortes de suministro por período de medición, normalmente por año.

• El CAIDI (índice de duración promedio de interrupción para el cliente) mide el tiempo promedio que se tarda en restaurar la energía después de un corte. Los SAIDI, SAIFI y CAIDI son tradicionalmente métricas de confiabilidad, pero a menudo se utilizan como indicadores proxy de la resiliencia de la red eléctrica.

• El rendimiento de carga crítico es el límite máximo de demanda que una red eléctrica puede soportar antes de sufrir efectos adversos, como cortes de energía.

• Las métricas de fortalecimiento de la infraestructura pueden incluir kilómetros de líneas eléctricas enterradas, diques elevados, facilidades mejoradas y megavatios (MW) de generación climática.

• La cantidad y la capacidad de las microrredes indican en qué medida estas complementan a la red eléctrica en su zona de servicio.

• La elaboración de modelos de amenazas que usa análisis predictivos puede demostrar los efectos de eventos meteorológicos extremos en una red eléctrica.

• Las evaluaciones de vulnerabilidad de activos identifican la infraestructura crítica en riesgo de interrupción.

• La función de daño al cliente (CDF), desarrollada por el National Renewable Energy Laboratory (NREL) a través de su programa  National Library of the Rockies (NLR) con financiamiento del Departamento de Energía de Estados Unidos (DoE). Mide la diferencia en los costos de interrupción con y sin inversiones en resiliencia.

Hasta la fecha, no existen estándares universales para los KPI de resiliencia de la red eléctrica, aunque se están realizando investigaciones para desarrollar un nuevo sistema para medir la eficacia de las iniciativas. Un artículo de 2026 publicado en Science Direct sugirió una nueva serie de KPI centrados en DER con el objetivo de proporcionar una visión más enfocada de los desarrollos específicos de resiliencia.